Modifierade plaster

Fiberförstärkta material och kompositmaterial

Plasters egenskapsprofil kan modifieras selektivt genom tillsättning av additiver eller fyllnadsmaterial för att ge dem specifika egenskaper. Detta ger upphov till plastkompositer med olika (i regel förbättrade) termiska, mekaniska, elektriska, optiska eller andra egenskaper, som i regel är mycket bättre än de hos omodifierade baspolymerer. De vanligaste fyllnadsmaterialen och additiverna vid sidan av färgämnen är förstärkningsfiber, stabiliseringsmedel och friktionsreducerande additiver.

Förstärkningsfiber

I fiberförstärkta polymerer är det förstärkningsfibrerna som avgör kompositens materialegenskaper. I många fall har fibrerna högre styrka än matrismaterialen – och ofta är hållfastheten alltså högre än draghållfastheten hos metalliska material. Densiteten hos de vanligaste fibrerna däremot är ofta lägre än den hos aluminium , vilket ger stor potential för konstruktion av lätta delar. Fiberförstärkt plast tillverkas i det flesta fall med glas-, kol- och aramidfiber. Ur en konstruktionsmässig synpunkt är materialets mekaniska egenskaper särskilt viktiga.

Glasfiberförstärkt plast

Glasfiber är de vanligaste förstärkningsfibrerna i förstärkta polymerer. Jämfört med baspolymerer erbjuder glasfiberförstärkta material bättre mekaniska egenskaper såsom högre styvhet eller styrka och kan även ha en hårdare yta.

Kolfiberförstärkt plast

Kolfiberförstärkta polymerer är extremt starka och lättviktiga. 

De kan vara dyra att tillverka men används i regel överallt där det krävs hög styrka i förhållande till vikten samt styvhet. Dessa modifieringar används ofta inom luft- och rymdfarten, bilbranschen och för många andra tekniska applikationer.

Aramidfiber

Aramidfiber är en typ av värmebeständiga och starka fibrer som används i applikationer där det ställs extrema krav på slaghållfasthet, materialdämpning och rivhållfasthet och där låg vikt också är viktigt.

Andra fyllnadsmaterial

Andra fyllnadsmaterial erbjuder i regel inga eller endast minimala tekniska fördelar och används främst för att minska kostnaderna eller vikten: Ensinger erbjuder till exempel kalk, talk eller ihåliga glaskulor.

Ensinger erbjuder även keramikförstärkta plaster i ännu en innovativ kompositlösning som förbättrar de fysiska egenskaperna och bearbetningsegenskaperna.



Friktions- och slitageminskande fyllnadsmaterial

I tillägg till det välkända glidmaterialet PTFE (Teflon®) används även de klassiska glidlagermaterialen PA och POM ofta i oförstärkt form tack vare de utmärkta glidfriktionsegenskaperna. Självklart går det att förbättra friktions- och slitageegenskaperna hos alla material, även PA och POM, genom användning av additiver som blandas i polymermatrisen. De fyra vanligaste typerna av additiver beskrivs nedan:

Grafit

Grafit är rent kol som i finmald form har en god smörjningseffekt. Genom att arbeta in grafit jämnt i plast kan friktionskoefficienten minskas drastiskt, särskilt i fuktiga miljöer.

Polyeten

Tillsats av polyeten ger en liknande effekt som PTFE. Friktionsegenskaperna förbättras men inte riktigt i lika hög utsträckning som med PTFE. 

Molybdensulfid

Molybdensulfid används främst som bubbelbildande ämnen och bildar en fin kristallin struktur även när den tillsätts i små mängder. Till följd av den högre kristalliniteten får plaster en högre rivhållfasthet och lägre friktionskoefficient. Ensinger erbjuder även specialformulerade kompositer där additiver med låg friktion används. Till dessa hör Ensingers PVX-materialserie som innehåller 10 % av vardera PTFE, grafit och kolfiber. Kombinationen av PTFE och grafit ger materialet utmärkta glidfriktionsegenskaper, samtidigt som tillsättningen av kolfiber säkerställer högre styrka och rivhållfasthet. Dessa material erbjuder även extremt goda egenskaper vid torr- och nödkörning under stor belastning.

Polytetrafluoretylen

PTFE är en högtemperaturbeständig fluorplast som även kännetecknas av antiadhesiva egenskaper. Avnött material från PTFE-fyllda plaster bildar en fin polymerfilm på kontaktytorna under tryckbelastning. Detta fenomen ger mycket låga friktionskoefficienter. Med lämplig modifiering går det även att minska den så kallade stick slip-effekten eller att undvika den helt.

Kompositmaterial

Med TECATEC-serien erbjuder Ensinger ett PEEK-kompositmaterial. TECATEC erbjuder extrem mekanisk styrka och termisk måttstabilitet tack vare det vävda kolfibermaterialet som  binds med PEEK-baspolymeren under tryck. TECATEC erbjuder hög beständighet mot överhettad ånga och kemikalier, vilket gör att materialet lämpar sig utmärkt för användning inom medicinteknik. TECATEC kan fås med tillsats av 50 % eller 60 % kolfiberväv. Genom en speciell tillverkningsprocess uppnås en mycket god integration mellan fiber och matris.